DE4305730A1

DE4305730A1 - 14,17alpha-Etheno- und -Ethanoestra-1,3,5(10),6-tetraene, -1,3,5(10),6,8(9)-pentaene sowie -1,3,5(10),6,8(9),11-hexaene, Verfahren zu deren Herstellung, pharmazeutische Präparate, die diese Verbindungen enthalten sowie deren Verwendung zur Herstellung von Arzneimitteln

Info

Publication number: DE4305730A1
Application number: DE19934305730
Authority: DE
Inventors: Hermann Dr Kuenzer; Matthias Dr Gottwald; Karl-Heinrich Dr Fritzemeier
Original assignee: Schering AG
Current assignee: Bayer Pharma AG
Priority date: 1993-02-22
Filing date: 1993-02-22
Publication date: 1994-08-25

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft 14,17α-Etheno- und -Ethanoestra-1,3,5(10),6-tetraene, -1,3,5(10),6,8(9)-pentaene sowie -1,3,5(10),6,8(9),11-hexaene, der allgemeinen Formel I

worin
R¹ ein Wasserstoffatom oder eine gerad- oder verzweigtkettige C₁- bis C₈-Alkyl-, Alkanoyl-, C₃-C₇-Cycloalkyl-, Trialkylsilyl-, Arylalkylsilyl-, Aralkyl- oder eine Aroylgruppe und
R² ein Wasserstoffatom oder eine gerad- oder verzweigtkettige C₁- bis C₈-Alkanoyl-, eine Trialkylsilyl-, Arylalkylsilyl-, Aralkyl- oder eine Aroylgruppe,
A-B eine C-C-Einfach- oder Doppelbindung,
K-L eine C-C-Einfach- oder Doppelbindung,
M-N eine C-C-Einfach- und, wenn K-L eine Doppelbindung ist, auch eine Doppelbindung bedeuten.

Ist R¹ eine gerad- oder verzweigtkettige C₁- bis C₈-Alkylgruppe, kommen hierfür beispielsweise der Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-, i-Propyl-, n-Butyl-, i-Butyl- oder der tert.- Butylrest in Frage.

Als beispielhafter Vertreter für eine C₃-C₇-Cycloalkylgruppe R¹ sind der Cyclopentyl- sowie Cyclohexylrest zu nennen.

Steht R¹ und/oder R² für eine Aralkylgruppe, besitzt diese die Formel Ar-(CH2)_n-, Ar₂CH-(CH₂)_n-1- oder Ar₃C-(CH₂)_n-1-, worin n = 1, 2, 3 oder 4 ist und Ar einen Phenyl- oder 1- oder 2-Naphthylrest bedeutet. Ein Benzyl- oder Tritylrest ist bevorzugt. Für eine gerad- oder verzweigtkettige C₁-C₈-Alkanoylgruppe R¹ und R² kommen in erster Linie der Formyl-, Acetyl-, Propionyl-, Butyryl-, Isobutyryl-, Valeryl- oder Pivaloylrest in Betracht.

Ist R¹ und/oder R² eine Aroylgruppe, handelt es sich um einen Benzoyl- oder einen 1- oder 2-Naphthoylrest.

Die Silylgruppe R¹ und R² (Trialkyl- oder Arylalkylsilylgruppe) ist eine mit drei gleichen,
zwei gleichen und einem dritten, unterschiedlichen oder drei unterschiedlichen gerad- oder verzweigtkettigen C₁-C₄-Alkyl- und/oder Arylresten substituierte Silylgruppe,
beispielsweise die Trimethylsilyl-, t-Butyldimethylsilyl-, Methyldiphenylsilyl- oder t- Butyldiphenylsilylgruppe.

Als Substituent R¹ ist ein Wasserstoffatom, eine Methyl-, Cyclopentyl-, Benzyl-, Acetyl-, Benzoyl- oder Pivaloylgruppe bevorzugt; insbesondere steht ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe für R¹.

Bevorzugte Substituenten R² sind ein Wasserstoffatom, eine Acetyl-, t-Butyldimethylsilyl- Benzoyl- oder Pivaloylgruppe; insbesondere bevorzugt ist hier eine Acetylgruppe oder ein Wasserstoffatom.

Folgende Verbindungen sind erfindungsgemäß besonders bevorzugt:
14,17α-Ethanoestra-1,3,5(10),6-tetraen-3,17β-diol,
3,17β-Diacetyloxy-14,17α-ethanoestra-1,3,5(10),6,8(9)-pentaen,
14,17α-Ethanoestra-1,3,5(10),6,8(9)-pentaen-3,17β-diol,
17β-Acetyloxy-14,17α-ethanoestra-1,3,5(10)6,8(9),11-hexaen-3-ol,
14,17α-Ethanoestra-1,3,5(10),6,8(9),11-hexaen-3,17β-diol.

Als den Verbindungen der allgemeinen Formel I am nächsten kommenden Verbindungen sind in J. Chem. Commun., 1986, 451-453, 14,17α-Etheno-1,3,5(10)-estratriene und in der internationalen Patentanmeldung WO-A-88/01 275 14,17α-Etheno- und 14,17α-Ethano- 1,3,5(10)-estratriene beschrieben. Diese bereits bekannten Verbindungen sind im allen- Doisy-Test auf estrogene Wirkung stärker estrogen wirksam als Ethinylestradiol. Von den bekannten 14,17α-Etheno- und -Ethanoestratrienen unterscheiden sich die neuen, erfin dungsgemäßen Verbindungen im Wesentlichen durch das Vorhandensein zusätzlicher Doppelbindungen in den Ringen B und C, und zwar beginnend an C(6), so daß sukzessive Verbindungen mit Estra-1,3,5(10),6-tetraen-, -1,3,5(10),6,8(9)-pentaen- und -1,3,5(10),6,8(9),11-hexaen-Grundgerüst entstehen. Die Anzahl der Doppelbindungen im Molekül kann noch um eine weitere erhöht sein, wenn nämlich A-B im D-Ring für eine Doppelbindung steht.

Ebenso wie die genannten, zum Stand der Technik gehörenden Verbindungen zeichnen sich die erfindungsgemäßen Verbindungen sowohl nach subcutaner als auch peroraler Applikation durch eine außerordentlich starke estrogene Wirksamkeit aus.

Die biologische Wirksamkeit der neuartigen Steroide wurde im Allen-Doisy-Test ermittelt. Dieser Test bewertet an Vaginalabstrichen ovariektomierter Ratten an den Tagen 1-5 nach einmaliger (subcutaner oder oraler) Applikation der Prüfsubstanz (Tag 1) die Proliferation des Vaginalepithels und die Verhornung der oberflächlichen Zellschichten nach folgenden Zyklusstadien:

(1) Diöstrus (Leukozyten, kernhaltige Epithelzellen),
(2) Proöstrus (kernhaltige Epithelzellen),
(3) Östrus (kernlose Hornschollen),
(4) Metöstrus (kernlose Homschollen, Leukozyten, Epithelzellen).

Als Schwellenwert ist diejenige Menge einer Substanz definiert, bei der 50% der Tiere den Östrus erreichen. Gute Estrogene sind dadurch charakterisiert, daß bei subcutaner Gabe von 3 µg bzw. peroraler Gabe von 10 µg (Tag 1) mehr als 50% der Tiere einer Testgruppe am Tag 3 das Stadium 3 voll erreicht haben. Diese Bedingungen werden von den hier beschriebenen Verbindungen erfüllt und sogar weit übertroffen.

So zeigt beispielsweise 14,17α-Ethano-estra-1,3,5(10),6,8(9),11-hexaen-3,17β-diol bereits bei 0,03 µg s.c. gute vaginale Wirksamkeit. Die Wirkung beginnt am d3 und hält bis d5 an. Das Pentaenderivat 14,17α-Ethano-estra-1,3,5(10),6,8(9)-pentaen-3,17β-diol entfaltet (nach peroraler Applikation) eine stärkere vaginale Reaktion als das entsprechende Estra- 1,3,5(10)-trien.

Die ausgeprägte biologische Wirksamkeit der Equilenin-Derivate der allgemeinen Formel I, d. h. der Verbindungen der allgemeinen Formel I, worin K-L eine Doppel- und M-N eine Einfachbindung oder K-L und M-N jeweils eine Doppelbindung bedeuten, ist überraschend, da das natürlich vorkommende Analogon [ohne (zusätzliche) Überbrückung] als Metabolit des Estradiols/Estrons eine deutlich geringere estrogene Wirkung entfaltet.

Die neuen Verbindungen zeigen durch das "Fehlen" von zwei, vier bzw. sechs Wasserstoffatomen (im Vergleich zum entsprechenden Estra-1,3,5(10)-trien) ein anderes Metabolitenspektmm. Insbesondere entfallen bei den erfindungsgemäßen Verbindungen Möglichkeiten zur metabolischen Desaktiviemng durch Hydroxylierung an den Kohlenstoffatomen C(6), C(7), C(9) und C(11).

Daß die erfindungsgemäßen, olefinischen Verbindungen stärker wirksam sein würden als die bekannten gesättigten Verbindungen war auch deshalb überraschend, weil das sehr gute Rezeptorbindungsverhalten aufgrund der geänderten räumlichen Struktur (zunehmende Einebnung des Moleküls durch zunehmende sp²-Hybridisierung bei Einführung der Doppelbindungen) nicht vorhersehbar war.

Die Erfindung betrifft somit auch Verbindungen der allgemeinen Formel I zur Verwendung bei der Behandlung von Estrogenmangelerscheinungen und zur Fertilitätskontrolle bei der Frau.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen können in der gleichen Weise wie Ethinylestradiol, welches das am meisten verwendete Estrogen ist, formuliert und eingesetzt werden. Sie werden mit den in der galenischen Pharmazie üblichen Zusätzen, Trägersubstanzen und/ oder Geschmackskorrigentien nach an sich bekannten Methoden zu den üblichen Arznei mittelformen verarbeitet. Für die orale Applikation kommen insbesondere Tabletten, Dra gees, Kapseln, Pillen, Suspensionen oder Lösungen infrage. Für die parenterale Applika tion kommen insbesondere ölige Lösungen, wie z. B. Sesamöl- oder Rizinusöllösungen, in Frage, die gegebenenfalls zusätzlich noch ein Verdünnungsmittel, wie z. B. Benzylbenzo at oder Benzylalkohol, enthalten können.

Die Wirkstoffkonzentration in den pharmazeutischen Zusammensetzungen ist abhängig von der Applikationsform und dem Anwendungsgebiet. So können z. B. Kapseln oder Tabletten zur Behandlung von Estrogenmangelerscheinungen 0,001 bis 0,05 mg Wirkstoff, ölige Lösung zur intramuskulären Injektion pro 1 ml etwa 0,01 bis 0,1 mg Wirkstoff und Vaginalsalben etwa 0,1 bis 10 mg pro 100 ml Salbe enthalten. Zur Kontrazeption bei der Frau können die erfindungsgemäßen Estrogene in Kombination mit Gestagenen angewandt werden. Tabletten oder Dragees zur täglichen Einnahme einer Tablette oder eines Dragees sollen vorzugsweise 0,003 bis 0,05 mg des erfindungsgemäßen Estrogens und 0,05 bis 0,5 mg eines Gestagens enthalten.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen können bei Estrogenmangelerscheinungen der Frau, wie z. B. Amenorrhoe, Dysmenorrhoe, Sterilität, Endometritis, Kolpitis und klimak terischen Beschwerden und zur Prävention der Osteoporose verwendet werden. Ferner können die Verbindungen als estrogene Komponente in hormonellen Kontrazeptiva (Einphasen- und Mehrphasen- und Mehrstufenpräparate) eingesetzt werden. Außerdem sind sie in Verbindung mit anderen Wirkstoffen zur Verwendung in hormontragenden Intrauterinpessaren, implantierbaren Wirkstoffträgern sowie in transdermalen Applika tionssystemen geeignet.

Neben den genannten pharmazeutischen Verwendungsmöglichkeiten der erfindungsge mäßen Verbindungen, bei denen deren hervorragende biologische Wirksamkeit im Vorder grund steht, können sie auch zur Herstellung von Diagnostika oder radioaktiv markierter Steroide dienen.

Die Doppelbindungen im B- und C-Ring lassen sich beispielsweise mit Tritium sättigen, so daß man radioaktiv markierte Derivate des 14,17α-Ethanoestra-1,3,5(10)-trien oder des -1,3,5(10),6,8,(9)-pentaen-3,17β-diols erhält. Bei der Tritiierung des 1,3,5(10),6,8(9),11- Hexaens wird zunächst die 11(12)-Doppelbindung gesättigt, da dies zum aromatischen Equilenin-Gerüst führt.

Daß sich das 6,7-ungesättigte Derivat einfach und in guter Ausbeute katalytisch hydrieren läßt, geht aus den Beispielen hervor. Die Tritiierung dieser Doppelbindung geht analog vonstatten (Behandlung des 6,7-ungesättigten Derivates in einer Tritiumatmosphäre in Gegenwart eines Hydrierkatalysators, etwa Palladium auf Aktivkohle).

Je nach Tritiierungsgrad bzw. Anzahl von Doppelbindungen im B- und C-Ring lassen sich Verbindungen mit niedrigerem oder höherem Markterungsgrad herstellen.

Das 6,7-ungesättigte Derivat ist für die Markierung mit Tritium besonders geeignet, da es sich sehr einfach herstellen (2 Stufen) läßt.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen können auch aufgrund der UV-Absorptionseigen schaften, die durch konjugierte Doppelbindungen zustande kommen bzw. besonders ausgeprägt sind, in Diagnostika eingesetzt werden (Donor-Acceptor Tetrahydrochrysenes, Inherentyl Fluorescent, High Affinity Ligand for the Estrogen Receptor: Binding and Fluorescence Characteristics and Fluorometric Assay of Receptor; K.-J. Hwang, K. E. Carlson, G. M. Anstead, and J. A. Katzenellenbogen; Biochemistry 1992, 31, 11536-11545).

Die UV-Absorption steigt mit der Anzahl vorhandener Doppelbindungen, so daß hier die erfindungsgemäßen Hexaen-Derivate besonders gute Ergebnisse liefern. Sowohl die mit Tritium markierten Verbindungen als auch die stark UV-absorbierenden ungesättigten Steroide sind wegen ihrer hohen Estrogenrezeptoraffinität als Diagnostika einzusetzen, die auf den Estrogenrezeptor zielen; das markierte Material ist für analytische Zwecke besonders geeignet, da es alle in der WO-A-88/01275 beschriebenen Vorteile eines Estrogens besitzt.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Verbindungen der allgemeinen Formel I müssen je nach gewünschter Doppelbindungsanzahl im B- (und C-)Ring unterschiedliche Synthesepfade eingeschlagen werden.

Aus Schema 1 geht beispielhaft die Herstellung der erfindungsgemäßen Verbindungen mit veresterten oder freien 3- und 17-Hydroxygruppen und mit 14,17α-Ethanofünktion hervor.

Weitergehende Funktionalisierung der 3- und/oder 17-Hydroxygruppen geschieht auf der Stufe einer Verbindung der allgemeinen Formel I.

Der Übersichtlichkeit halber wurden die 14,17α-Ethenoverbindungen (d. h. der Fall, daß A-B für eine C-C-Doppelbindung steht) in Schema 1 weggelassen; die 14,17α-Ethenover bindungen der allgemeinen Formel I sind jedoch ganz analog ausgehend von der der Ver bindung der allgemeinen Formel II entsprechenden 14,17α-Ethenoverbindung zugänglich.

Ausgangspunkt für die Herstellung der erfindungsgemäßen Steroid-Derivate sind die in der WO-A-88/01275 beschriebenen 14,17α-Etha(e)no-estra-1,3,5(10)-trien-3,17β-diole bzw. diester der allgemeinen Formel II

worin R^1′ und R^2′ unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom eine C₁- bis C₈- Alkanoyl- oder Aroylgruppe bedeuten.

Die Substituentendefinitionen für R^1′, R^2′, R^1′′ und R^2′′ und die für diese bevorzugten Substituenten entsprechen dabei den bei Formel I für eine C₁- bis C₈-Alkanoyl- und Aroylgruppe R¹ und R² gemachten Angaben.

Zur Einführung ausschließlich der 6,7-Doppelbindung wird eine Verbindung der allgemei nen Formel II zunächst mikrobiologisch etwa mit Pellicularia filamentosa oder Pellicularia praticola in guter Ausbeute in 6α-Position hydroxyliert.

Hält man die entstandene 6α-Hydroxyverbindung der allgemeinen Formel III über einen gewissen Zeitraum (bis zu 3 Tagen oder länger) bei erhöhten Temperaturen, vorzugsweise bei 140-160°C, in einem Lösungsmittel wie beispielsweise Dimethylsulfoxid unter Aus schluß von Luftsauerstoff, so entsteht unter Verlust von Wasser das Olefin der allgemeinen Formel Ia. Auch andere gängige Verfahren zur Wasserabspaltung können zur Erzeugung des Olefins aus der Hydroxyverbindung herangezogen werden. Ebensogut wie Dimethylsulfoxid kann etwa Dimethylformamid, N-Methylpyrrolidinon oder Dimethylpropylharnstoff als Lösungsmittel dienen.

Die diacylierten Verbindungen der allgemeinen Formel IIa

worin
R^1′′ und R^2′′ eine C₁- bis C₈-Alkanoyl- oder Aroylgruppe bedeuten, dienen als Ausgangsmaterial für die höher-olefinischen Derivate der allgemeinen Formel I (d. h. worin K-L oder K-L und M-N für Doppelbindungen stehen).

Die Umsetzung eines Diesters der allgemeinen Formel IIa mit Cerammonnitrat [(NH₄)₂Ce(NO₃)₆] in Essigsäure etwa liefert als Oxidationsprodukt ein 3,17β-Diacyloxy- 14,17α-ethano-estra-1,3,5(10),6,8(9)-pentaen-11-on der allgemeinen Formel IV in guter Ausbeute. In einer Eintopfreaktion verändern so im Verlauf dieser außergewöhnlichen Oxidationsreaktion fünf benachbarte C-Atome ihre Oxidationsstufe.

Verseifung der beiden Ester-Schutzgruppen nach gängigen Methoden führt zum freien Dihydroxyketon 6.

Der Ersatz der Carbonylgruppe am Kohlenstoffatom 11 in einer Verbindung der allgemei nen Formel IV durch zwei Wasserstoffatome gelingt mit verschiedenen Methoden. Her vorzuheben ist die Reduktion mit Triethylsilan in chlorierten Lösungsmitteln wie Dichlor methan oder Dichlorethan in Gegenwart von Bortrifluorid-Etherat. Unter diesen Bedingun gen bleiben die Ester-Schutzgruppen weitgehend erhalten. Eine abschließende Verseifung liefert den freien Wirkstoff 8.

Die Diacyloxyketone der allgemeinen Formel IV dienen auch zur Herstellung der Hexaen- Derivate, die unter die allgemeine Formel I fallen. So ergibt die Behandlung eines Ketons der allgemeinen Formel IV mit einem Reduktionsmittel wie Natriumborhydrid unter mil den Bedingungen ein Gemisch der C(11)-epimeren Alkohole, teilweise unter Erhalt der Schutzgruppe am Kohlenstoffatom 3. Vorteilhafterweise erfolgt deren Abspaltung am Rohprodukt durch milde Verseifung. Aus dem entstandenen 3,11-Diol läßt sich aus der benzylischen Position dann wieder Wasser in heißem Dimethylsulfoxid oder nach anderen gängigen Verfahren unter Erhalt einer Verbindung der allgemeinen Formel Ic abspalten.

Das freie Hexaen 12 gewinnt man schließlich wieder durch eine Verseifung nach gängigen Methoden.

Die vorliegende Erfindung betrifft daher auch ein Verfahren zur Herstellung der Verbin dungen der allgemeinen Formel I (d. h. der Verbindungen der allgemeinen Formeln Ia, Ib und Ic), bei dem

a) wenn K-L und M-N in der herzustellenden Verbindung der allgemeinen Formel I je weils C-C-Einfachbindungen bedeuten sollen, eine Verbindung der allgemeinen Formel III worin
R^1′ und R^2′ unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom, eine C₁- bis C₈-Alkanoyl- oder Aroylgruppe bedeuten,
durch Erhitzen in einem Lösungsmittel unter Wasserabspaltung in eine Verbindung der allgemeinen Formel Ia worin
R¹, und R²′ die bereits angegebene Bedeutung haben, überführt
oder wenn in der herzustellenden Verbindung der allgemeinen Formel I
b) K-L eine C-C-Doppel- und M-N eine C-C-Einfachbindung oder
c) K-L und M-N je eine C-C-Doppelbindung bedeuten sollen,

eine Verbindung der allgemeinen Formel IIa

worin
R^1′′ und R^2′′ eine C₁- bis C₈-Alkanoyl- oder Aroylgruppe bedeuten, durch Oxidation mit Cerammonnitrat in eine 11-Keto-3,17-diacylverbindung der allgemeinen Formel IV

worin
R^1′′ und R^2′′ die bereits angegebene Bedeutung haben, überführt und anschließend entweder
b) deren 11-Carbonylgruppe unter Erhalt einer Verbindung der allgemeinen Formel Ib

worin
R^1′′ und R^2′′ die bereits angegebene Bedeutung haben, vollständig reduziert oder
c) deren 11-Carbonylgruppe unter Erhalt eines Gemisches der C(11)-epimeren Alkohole der allgemeinen Formel V

worin
R^2′′ eine C₁- bis C₈-Alkanoyl- oder Aroylgruppe bedeutet,
partiell reduziert und, gegebenenfalls nach vollständiger Freisetzung der geschützten 3-Hy droxygruppe, aus der 11,12-Position durch Erhitzen in einem Lösungsmittel unter Erhalt einer Verbindung der allgemeinen Formel Ic

worin
R^2′′ die bereits angegebene Bedeutung hat, Wasser abgespalten wird,
und anschließend gegebenenfalls in einer Verbindung der allgemeinen Formel Ia oder der allgemeinen Formel Ib die 3- oder 3- und 17-Alkanoyl- oder Aroylgruppe oder in einer Verbindung der allgemeinen Formel Ic die 17-Alkanoyl- oder Aroylgruppe durch Verseifung abgespalten und gegebenenfalls die freie 3- oder freien 3- und 17- Hydroxygruppe(n) partiell, sukzessive oder vollständig mit einem Säurehalogenid oder Säureanhydrid der allgemeinen Formel VI

R^1,2′′X bzw. (R^1,2′′)₂O (VI),

worin R^1,2′′ eine C₁- bis C₈-Alkanoyl- oder eine Aroylgruppe bedeutet und X für ein Chlor- oder Bromatom steht, verestert oder
gegebenenfalls die freie 3-Hydroxygruppe mit einem eine gerad- oder verzweigtkettige C₁- bis C₈-Alkylgruppe liefernden Reagenz verethert oder gegebenenfalls die freie 3- und/oder 17-Hydroxygruppe
a) mit einem einen Trialkylsilylrest(RaR^bR^cSi)-liefernden Reagenz der allgemeinen Formel VII

RaR^bR^cSiY (VII),

worin Ra, R^b und R^c gleich oder verschieden sind und für geradkettige oder verzweigtkettige C₁-C₄-Alkylgruppen stehen und Y ein Chloratom oder einen Perfluoralkylsulfonyloxyrest C_nF_2n+1SO₂O- (n = 1, 2, 3 oder 4, - vorzugsweise 1 -) bedeutet, oder
b) mit einem einen Aralkylrest Ar-(CH₂)_n-, Ar₂CH-(CH₂)_n-1- oder Ar₃C-(CH₂)_n-1- liefernden Reagenz der allgemeinen Formel VIII

Ar₁CH_m-(CH₂)_n-1-Z (VIII),

worin Ar einen Arylrest, vorzugsweise einen Phenyl- oder 1- oder 2-Naphthylrest, Z eine Abgangsgruppe wie in Formel VII angegeben, bedeutet und n = 4, l = 1,2 oder 3 und m = 1, 2 oder 3, mit der Maßgabe, daß l + m = 3, ist, verethert, wird/werden.

Die Verseifung der Estergruppierungen sowie Veresterung und Veretherung freier Hydroxygruppen, auch die Veretherung mit einem den Silylrest (R_aR_bR_cSi)-liefernden Reagenz erfolgt jeweils nach etablierten Verfahren der organischen Chemie. Durch Beachtung der unterschiedlichen Reaktivität der veresterten und freien 3- und 17- Hydroxygruppe lassen sich die 3,17-Diester selektiv in 3-Position spalten und die 3- Hydroxy-17-acyloxy-Verbindung läßt sich dann gezielt in 3-Position weiter funktionalisieren; genauso gut ist es möglich, die 3,17-Dihydroxyverbindung selektiv nur in 3-Position zu verestern oder zu verethern und dann gezielt in 17-Position einen anderen als bereits in 3-Stellung sich befindenden Rest einzuführen.

Bei den Zwischenverbindungen der allgemeinen Formeln III und IV sowie der Verbindung (6) handelt es sich ebenfalls um neue Verbindungen, so daß sich die vorliegende Erfindung auch auf diese Verbindungen der allgemeinen Formel III und IVa (IVa = IV + (6)) erstreckt.

Die nachstehenden Beispiele dienen der näheren Erläuterung der Erfindung:

SCHEMA

BEISPIELE 14,17α-Ethanoestra-1,3,5(10)-trien-3,6α,17β-triol (2)

Zwei 2-l-Erlenmeyerkolben, die je 500 ml einer 30 Minuten bei 120°C im Autoklaven sterilisierten Nährlösung aus 3,0% Glucose, 1,0% Cornsteep Liquor, 0,2% NaNO₃, 0,1% KH₂PO₄, 0,2% K₂HPO₄, 0,05% MgSO₄ · 7H₂O, 0,002% FeSO₄ · 7H₂O und 0,05% KCl enthalten, werden mit einer Schrägröhrchen-Kultur des Stammes Pellicularia filamentosa f. sp. sasakii (ATCC 13289) beimpft und 2,5 Tage bei 28°C auf einem Rotationsschüttler geschüttelt. Mit 900 ml dieser Anzucht wird ein 20-l-Fermenter beimpft, der mit 14 l steri len Mediums der gleichen Zusammensetzung wie für die Vorkultur beschrieben beschickt ist. Nach einer Anwachsphase von 12 Stunden bei 0,7 bar Überdruck wird unter Belüftung (15 l/min) und Rühren (220 Upm) eine sterilfiltrierte Lösung von 3,0 g (10,1mmol) 14,17α-Ethanoestra-1,3,5(10)-trien-3,17(3-diol (I) in 200 ml Dimethylformamid zugegeben und dann weiter gerührt und belüftet. Schaumbildung wird durch Zugabe von Silikon SH kontrolliert. Nach 24 Stunden Kontaktzeit wird die Kulturbrühe dreimal mit je 10 l Methylisobutylketon extrahiert, die Extrakte vereinigt und am Rotationsverdampfer zur Trockne eingeengt. Nach Entfernung des Antischaummittels durch Waschen des Rück standes mit Hexan wird aus Aceton/Methylenchlorid kristallisiert,
Ausbeute 1,71 g (54%) (2),
Schmelzpunkt 204-206°C.

Unter den oben beschriebenen Bedingungen erhält man aus 4,0 g des Diols mit dem Stamm Pellicularia praticola (IFO 6253) 2,37 g (75%) Triol.

14,17α-Ethanoestra-1,3,5(10),6-tetraen-3,17β-diol (3)

Man löst 300 mg (0,95 mmol) 14,17α-Ethanoestra-1,3,5(10)-trien-3,6α,17β-triol (2) in 10 ml Dimethylsulfoxid und rührt die Reaktionslösung 3 Tage bei 140-150°C Badtempe ratur unter einer Schutzgasatmosphäre. Zur Aufarbeitung gießt man die Reaktionslösung nach Erkalten auf Eis-Wasser, extrahiert mit Essigester, wäscht die organische Phase mit Wasser, gesättigter wäßriger Kochsalzlösung und trocknet über Natriumsulfat. Das Rohprodukt wird an Kieselgel chromatographiert (Toluol/Essigester, Gradient bis 4 : 1),
Ausbeute 155 mg (55%) (3),
Schmelzpunkt unter Zersetzung 289-291°C (Aceton),
[α]_D ²² -183,8° (c 0,50, CH₃OH).

14,17α-Ethanoestra-1,3,5(10)-trien-3,17β(3-diol (1)

100 mg (0,34 mmol) 14,17α-Ethanoestra-1,3,5(10),6-tetraen-3,17β-diol (3) schüttelt man in 25 ml Methanol in Gegenwart von 30 mg Palladium auf Kohle (10%ig) unter einer Wasserstoffatmosphäre bis zum Stillstand der Gasaufnahme. Zur Aufarbeitung filtriert man vom Katalysator ab, wäscht mit Methanol nach, engt die Lösung ein und kristallisiert den Rückstand aus Methylenchlorid/Essigester um,
Ausbeute: 60 mg (60%) (1),
Schmelzpunkt 240-242°C.

3,17β-Diacetyloxy-14,17α-ethanoestra-1,3,5(10),6,8(9)-pentaen-11-on (5)

5,16 g (13,5 mmol) 3,17β-Diacetyloxy-14,17α-ethanoestra-1,3,5(10)-trien (4) in 250 ml 90%iger wäßriger Essigsäure versetzt man bei Raumtemperatur unter Rühren mit 70,0 g (127,7 mmol) Cerammonnitrat und rührt anschließend 90 Minuten. Zur Aufarbeitung rührt man das Reaktionsgemisch in Eis-Wasser ein, saugt das ausgefallene Produktgemisch ab, wäscht es mit Wasser und nimmt es in Methylenchlorid auf. Die organische Phase wird zunächst mit wäßriger Bicarbonatlösung, dann mit Wasser gewaschen und schließlich über Natriumsulfat getrocknet.

Die Vereinigung der Rohprodukte zweier solcher Umsetzungen wird an Kieselgel chroma tographiert (Methylenchlorid/Essigester, Gradient bis 95 : 5),
Ausbeute: 3,23 g (61%) (5),
Schmelzpunkt 169-170°C (Aceton/Hexan),
[α]_D ²² -48,2° (c 0,51, CHCl₃).

3,17β-Dihydroxy-14,17α-ethanoestra-1,3,5(10),6,8(9)-pentaen-11-on (6)

500 mg (1,27 mmol) 3,17β-Diacetyloxy-14,17α-ethanoestra-1,3,5(10),6,8(9)-pentaen-11- on (5) werden in 5 ml Methylenchlorid gelöst, mit 20 ml 3%iger methanolischer Kalilauge versetzt und unter Argonatmosphäre 2 Stunden bei Raumtemperatur gehalten. Zur Aufar beitung neutralisiert man die Reaktionslösung mit Essigsäure, nimmt in Methylenchlorid auf, wäscht mit Wasser, gesättigter Kochsalzlösung und trocknet über Natriumsulfat. Das Rohprodukt wird an Kieselgel chromatographiert (Methylenchlorid/Aceton, Gradient bis 4 : 1),
Ausbeute: 0,381 g (96%) (6),
Schmelzpunkt unter Zersetzung: 266-268°C (Methylenchlorid/Aceton),
[α]_D ²² -38,4° (c 0,51, CH₃OH).

3,17β-Diacetyloxy-14,17α-ethanoestra-1,3,5(10),6,8(9)-pentaen (7)

Man erhitzt 400 mg (1,02 mmol) 3,17β-Diacetyloxy-14,17α-ethanoestra-1,3,5(10),6,8(9)- pentaen-11-on (5) in einer Mischung von 10 ml trockenem Methylenchlorid, 2,4 ml Tri ethylsilan und 4,0 ml Bortrifluorid-Etherat über Nacht am Rückfluß. Zur Aufarbeitung läßt man abkühlen, nimmt in Methylenchlorid auf, wäscht mit Wasser, gesättigter Kochsalzlö sung und trocknet über Natriumsulfat. Das Rohprodukt wird zur Reacetylierung in 2 ml Pyridin gelöst, mit 1 ml Essigsäureanhydrid versetzt und 4 Stunden bei Raumtemperatur belassen. Zur Aufarbeitung rührt man das Reaktionsgemisch in Eis-Wasser ein, extrahiert mit Essigester, wäscht die organische Phase mit verdünnter Schwefelsäure, Wasser, gesättigter Kochsalzlösung und trocknet über Natriumsulfat. Das Rohprodukt wird an Kieselgel chromatographiert (Hexan/Aceton, Gradient bis 9 : 1),
Ausbeute: 309 mg (80%) (7),
Schmelzpunkt: 131-133°C (Aceton/Hexan),
[α]_D ²² + 17,6° (c 0,52, CHCl₃).

14,17α-Ethanoestra-1,3,5(10),6,8(9)-pentaen-3,17β-diol (8)

200 mg (0,53 mmol) 3,17β-Diacetyloxy-14,17α-ethanoestra-1,3,5(10),6,8(9)-pentaen (7) werden in 10 ml 3%iger methanolischer Kalilauge gelöst und bei Raumtemperatur unter einer Argonatmosphäre über Nacht belassen. Zur Aufarbeitung neutralisiert man mit Essigsäure, nimmt die Reaktionslösung in Essigester auf, wäscht mit Wasser, gesättigter Kochsalzlösung und trocknet über Natriumsulfat. Das Rohprodukt wird an Kieselgel chromatographiert (Methylenchlorid/Aceton, Gradient bis 85 : 15),
Ausbeute: 144 mg (92%) (8),
Schmelzpunkt: 243-245°C (Aceton/Hexan)
[α]_D ²² + 31,6° (c 0,50, CHCl₃).

17β-Acetyloxy-14,17α-ethanoestra-1,3,5(10),6,8(9),11-hexaen-3-ol (11)

Eine Lösung von 1,0 g (2,55 mmol) 3,17β-Diacetyloxy-14,17α-ethanoestra-1,3,5(10),- 6,8(9)-pentaen-11-on (5) in 14 ml Tetrahydrofuran versetzt man mit 80 ml Methanol und 1,89 g CeCl₃·7H₂O, kühlt die Lösung unter Rühren auf -20°C ab und gibt dann portions weise 1,0 g Natriumborhydrid zu. Die Reduktionsreaktion wird unter einer Argonatmos phäre durchgeführt. Nach weiteren 70 Minuten Reaktionszeit gießt man die Lösung in weinsaures Eis-Wasser, nimmt das Steroidgemisch in Essigester auf, wäscht die orga nische Phase mit Wasser, gesättigter wäßriger Kochsalzlösung und trocknet über Natrium sulfat. Das Rohprodukt wird zur vollständigen Verseifung des phenolischen Acetats in 10 ml Methylenchlorid gelöst, mit 30 ml einer 1%igen Lösung von Kaliumcarbonat in Methanol versetzt und eine Stunde bei Raumtemperatur unter einer Argonatmosphäre gerührt. Zur Aufarbeitung rührt man die Reaktionslösung in weinsaures Eis-Wasser ein, extrahiert mit Essigester, wäscht die organische Phase mit Wasser, gesättigter Kochsalz lösung und trocknet über Natriumsulfat. Das Zwischenproduktgemisch (9,10) wird schließlich in 15 ml Dimethylsulfoxid gelöst, mit 150 mg des Pyridiniumsalzes der p- Toluolsulfonsäure versetzt und unter einer Argonatmosphäre 80 Minuten bei 140°C Badtemperatur gerührt. Nach Abkühlen gießt man das Reaktionsgemisch in Eis-Wasser, saugt das ausgefallene Produkt ab, nimmt es in Essigester auf, wäscht die organische Phase mit Wasser, gesättigter Kochsalzlösung und trocknet über Natriumsulfat. Das Rohprodukt wird an Kieselgel chromatographiert (Methylenchlorid/Aceton, Gradient bis 95 : 5),
Ausbeute: 434 mg (51%) (11),
Schmelzpunkt: 247-249°C (Aceton/Hexan),
[α]_D ²² -40,2° (c 0,52, C₅H₅N).

14,17α-Ethanoestra-1,3,5(10),6,8(9),11-hexaen-3,17β-diol (12)

360 mg (1,08 mmol) 17β-Acetyloxy-14,17α-ethanoestra-1,3,5(10),6,8(9),11-hexaen-3-ol (11) löst man in 0,6 ml Methylenchlorid und 2 ml 3%iger methanolischer Kalilauge und hält das Reaktionsgemisch 5 Stunden bei Raumtemperatur unter einer Argonatmosphäre. Zur Aufarbeitung neutralisiert man mit Essigsäure, wäscht die organische Phase mit Wasser, gesättigter wäßriger Kochsalzlösung und trocknet über Natriumsulfat. Das Rohprodukt wird an Kieselgel chromatographiert (Methylenchlorid/Essigester, Gradient bis 85 : 15),
Ausbeute: 300 mg (95%) (12),
Schmelzpunkt: 230-232°C (Methylenchlorid),
[α]_D ²² -65,7° (c 0,51, C₅H₅N).

3,17β-Diacetyloxy-14,17α-ethanoestra-1,3,5(10),6-tetraen (13)

Eine Lösung von 470 mg (1,59 mmol) 14,17α-Ethanoestra-1,3,5(10),6-tetraen-3,17β-diol (3) in 4 ml Pyridin und 2 ml Essigsäureanhydrid versetzt man mit 30 mg Dimethylamino pyridin und läßt dann bei Raumtemperatur über Nacht stehen. Zur Aufarbeitung gießt man in Eis-Wasser, extrahiert mit Essigester, wäscht die organische Phase mit verdünnter Salz säure, Wasser, gesättigter wäßriger Kochsalzlösung und trocknet über Natriumsulfat. Das Rohprodukt wird an Kieselgel chromatographiert (Hexan/Aceton, Gradient bis 9 : 1),
Ausbeute: 376 mg (62%) (13),
Schmelzpunkt: 118-119°C (Ether/Pentan),
[α]_D ²² -156,6° (c 0,51, CHCl₃).

Claims

1. 14, 17α-Etheno- und -Ethanoestra-1,3,5(10),6-tetraene, -1,3,5(10),6,8(9)-pentaene sowie -1,3,5(10),6,8(9),11-hexaene, der allgemeinen Formel I worin
R¹ ein Wasserstoffatom oder eine gerad- oder verzweigtkettige C₁- bis C₈-Alkyl-, Alkanoyl-, C₃-C₇-Cycloalkyl-, Trialkylsilyl-, Arylalkylsilyl-, Aralkyl- oder eine Aroylgruppe und
R² ein Wasserstoffatom oder eine gerad- oder verzweigtkettige C₁- bis C₈-Alkanoyl-, eine Trialkylsilyl-, Arylalkylsilyl-, Aralkyl- oder eine Aroylgruppe,
A-B eine C-C-Einfach- oder Doppelbindung,
K-L eine C-C-Einfach- oder Doppelbindung,
M-N eine C-C-Einfach- und, wenn K-L eine Doppelbindung ist, auch eine Doppelbindung bedeuten.

2. Verbindungen nach Anspruch 1, worin A-B eine C-C-Einfachbindung bedeutet.

3. Verbindungen nach Anspruch 1 oder 2, worin K-L eine C-C-Doppel- und M-N eine C- C-Einfachbindung bedeuten.

4. Verbindungen nach Anspruch 1 oder 2, worin K-L und M-N je eine C-C- Doppelbindung bedeuten.

5. Verbindungen nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1, 2, 3 oder 4, worin R¹ und R² Wasserstoffatome bedeuten.

6. Verbindungen nach Anspruch 4, worin R¹ ein Wasserstoffatom bedeutet.

7. Verbindungen nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1, 2, 3 oder 4, worin R¹ und R² eine Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-, i-Propyl-, n-Butyl-, i-Butyl- oder tert.-Butylgruppe bedeuten.

8. Verbindungen nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1, 2, 3 oder 4, worin R¹ einen Cyclopentyl- oder -hexylrest bedeutet.

9. Verbindungen nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1, 2, 3 oder 4, worin R¹ und R² einen Benzyl- oder Tritylrest bedeuten.

10. Verbindungen nach einem der vorhergeheneden Ansprüche 1, 2, 3 oder 4, worin R¹ und R² eine Formyl-, Acetyl-, Propionyl-, Butyryl-, Isobutyryl-, Valeryl- oder Pivaloylgruppe bedeuten.

11. Verbindungen nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1, 2, 3 oder 4, worin R¹ und R² einen Benzoyl- oder 1- oder 2-Naphthoylrest bedeuten.

12. Verbindungen nach einem der vorherstehenden Ansprüche 1, 2, 3 oder 4, worin R¹ und R² einen Trimethyl-, tert.-Butyldimethyl-, Methyldiphenyl- oder tert.- Butyldiphenylsilylrest bedeuten.

13. Verbindungen nach Anspruch 6, worin R² einen Formyl-, Acetyl-, Propionyl, Buty ryl-, Isobutyryl-, Valeryl-, Pivaloyl-, Benzoyl- oder 1- oder 2-Naphthoylrest bedeuten.

14. Verbindungen nach Anspruch 1, worin R¹ ein Wasserstoffatom, eine Methyl-, Cyclopentyl-, Benzyl-, Acetyl-, Benzoyl- oder Pivaloylgruppe und R² ein Wasserstoffatom, eine Acetyl-, tert.-Butyldimethylsilyl-, Benzoyl- oder Pivaloylgruppe bedeuten.

15. Verbindungen nach Anspruch 1, nämlich
14,17α-Ethanoestra-1,3,5(10),6-tetraen-3,17β-diol,
3,17β-Diacetyloxy-14,17α-ethanoestra-1,3,5(10),6,8(9)-pentaen,
14,17α-Ethanoestra-1,3,5(10),6,8(9)-pentaen-3,17β-diol,
17β-Acetyloxy-14,17α-ethanoestra-1,3,5(10)6,8( 9),11-hexaen-3-ol,
14,17α-Ethanoestra-1,3,5(10),6,8(9),11-hexaen-3,17β-diol.

16. Verfahren zur Herstellung der Verbindungen der allgemeinen Formel I gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

a) wenn K-L und M-N in der herzustellenden Verbindung der allgemeinen Formel I je weils C-C-Einfachbindungen bedeuten sollen, eine Verbindung der allgemeinen Formel III worin
R¹, und R², unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom, eine C₁- bis C₈-Alkanoyl- oder
Aroylgruppe bedeuten,
durch Erhitzen in einem Lösungsmittel unter Wasserabspaltung in eine Verbindung der allgemeinen Formel Ia worin
R¹ und R², die bereits angegebene Bedeutung haben,
überführt
oder wenn in der herzustellenden Verbindung der allgemeinen Formel I
b) K-L eine C-C-Doppel- und M-N eine C-C-Einfachbindung oder
c) K-L und M-N je eine C-C-Doppelbindung bedeuten sollen,

eine Verbindung der allgemeinen Formel IIa worin
R^1′′ und R^2′′ eine C₁- bis C₈-Alkanoyl- oder Aroylgruppe bedeuten,
durch Oxidation mit Cerammonnitrat in eine 11-Keto-3,17-diacylverbindung der allgemeinen Formel IV worin
R^1′′ und R^2′′ die bereits angegebene Bedeutung haben, überführt und anschließend entweder
b) deren 11-Carbonylgruppe unter Erhalt einer Verbindung der allgemeinen Formel Ib worin
R^1′′ und R^2′′ die bereits angegebene Bedeutung haben, vollständig reduziert oder
c) deren 11-Carbonylgruppe unter Erhalt eines Gemisches der C(11)-epimeren Alkohole der allgemeinen Formel V worin
R^2′′ eine C₁- bis C₈-Alkanoyl- oder Aroylgruppe bedeutet
partiell reduziert und, gegebenenfalls nach vollständiger Freisetzung der geschützten 3-Hy droxygruppe, aus der 11,12-Position durch Erhitzen in einem Lösungsmittel unter Erhalt einer Verbindung der allgemeinen Formel Ic worin
R^21′′ die bereits angegebene Bedeutung hat, Wasser abgespalten wird,
und anschließend gegebenenfalls in einer Verbindung der allgemeinen Formel Ia oder der allgemeinen Formel Ib die 3- oder 3- und 17-Alkanoyl- oder Aroylgruppe oder in einer Verbindung der allgemeinen Formel Ic die 17 Alkanoyl- oder Aroylgruppe durch Verseifung abgespalten und gegebenenfalls die freie 3- oder freien 3- und 17- Hydroxygruppe(n) partiell, sukzessive oder vollständig mit einem Säurehalogenid oder Säureanhydrid der allgemeinen Formel VIR^1,2′′X bzw. (R^1,2′′)₂O (VI),worin R^1,2′′ eine C₁- bis C₈-Alkanoyl- oder eine Aroylgruppe bedeutet und X für ein Chlor- oder Bromatom steht, verestert oder
gegebenenfalls die freie 3-Hydroxygruppe mit einem eine gerad- oder verzweigtkettige C₁- bis C₈-Alkylgruppe liefernden Reagenz verethert oder gegebenenfalls die freie 3- und/oder 17-Hydroxygruppe
a) mit einem einen Trialkylsilylrest(RaR_bR_cSi)- liefernden Reagenz der allgemeinen Formel VIIRaR^bR^cSiY (VII),worin Ra, R^b und R^c gleich oder verschieden sind und für geradkettige oder verzweigtkettige C₁-C₄-Alkylgruppen stehen und Y ein Chloratom oder einen Perfluoralkylsulfonyloxyrest C_nF_2n+1SO₂O- (n = 1, 2, 3 oder 4, - vorzugsweise 1 -) bedeutet, oder
b) mit einem einen Aralkylrest Ar-(CH₂)_n-, Ar₂CH-(CH₂)_n-1- oder Ar₃C-(CH₂)_n-1- liefernden Reagenz der allgemeien Formel VIIIAr₁CH_m-(CH₂)_n-1-Z (VIII),worin Ar einen Arylrest, vorzugsweise einen Phenyl- oder 1- oder 2-Naphthylrest, Z eine Abgangsgruppe wie in Formel VII angegeben, bedeutet und n = 4, l = 1,2 oder 3 und m = 1, 2 oder 3, mit der Maßgabe, daß l + m = 3, ist, verethert, wird/werden.

17. Zwischenverbindungen der allgemeinen Formel III worin
R¹, und R², unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom, eine C₁- bis C₈-Alkanoyl- oder Aroylgruppe bedeuten.

18. Zwischenverbindungen der allgemeinen Formel IVa worin
R¹′ und R², unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom, eine C₁- bis C₈-Alkanoyl- oder Aroylgruppe bedeuten.

19. Pharmazeutische Präparate, die mindestens eine Verbindung der allgemeinen Formel I gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 16 sowie einen pharmazeutisch verträglichen, inerten Träger enthalten.

20. Verwendung der Verbindungen der allgemeinen Formel I gemäß den Patentansprüchen 1 bis 16 zur Herstellung von Arzneimitteln.